一、復(fù)合地基簡介
復(fù)合地基是指天然地基在地基處理過程中部分土體得到增強(qiáng)，或被置換，或在天然地基中設(shè)置加筋材料，加固區(qū)是由基體(天然地基土體)和增強(qiáng)體兩部分組成的人工地基。豎向增強(qiáng)體習(xí)慣上稱為樁，豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基通常稱為樁體復(fù)合地基。樁體復(fù)合地基根據(jù)豎向增強(qiáng)體的性質(zhì)又可分為三類：散體材料樁復(fù)合地基、柔性樁復(fù)合地基和剛性樁復(fù)合地基。
散體材料樁復(fù)合地基的樁體是由散體材料組成的，樁身材料沒有粘結(jié)強(qiáng)度，單獨不能形成樁體，只有依靠周圍土體的圍箍作用才能形成樁體。
散體材料樁復(fù)合地基的承載力主要取決于散體材料內(nèi)摩擦角和周圍地基土體能夠提供的樁側(cè)側(cè)限力。散體材料樁復(fù)合地基的樁體主要形式有碎石樁、砂樁等。
柔性樁復(fù)合地基的樁體剛度較小，但樁體具有一定粘結(jié)強(qiáng)度，柔性樁中部分強(qiáng)度較高的樁(如粉噴樁)已較強(qiáng)地表現(xiàn)出樁的性狀。柔性樁復(fù)合地基的承載力由樁體和樁間土共同承擔(dān)。柔性樁復(fù)合地基的樁體主要形式有灰土樁、石灰樁、水泥土樁等。
剛性樁復(fù)合地基的樁體通常以水泥為主的膠結(jié)材料，有時由混凝土或由混凝土和其他摻合料構(gòu)成，樁身強(qiáng)度較高。為保證樁土共同作用，通常在樁頂設(shè)置一定厚度的褥墊層。剛性樁復(fù)合地基較散體材料樁復(fù)合地基和柔性樁復(fù)合地基具有更高的承載力和壓縮模量，而且復(fù)合地基承載力也具有較大的調(diào)整幅度。中國建筑科學(xué)研究院地基基礎(chǔ)研究所于1992年開發(fā)成功的CFG樁復(fù)合地基即最早的剛性樁復(fù)合地基。
在廣東、福建等沿海地區(qū)，管樁在各種樁型的選擇中已占主導(dǎo)地位。預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基作為剛性樁復(fù)合地基的一種重要形式，它能夠較好的利用增強(qiáng)體和天然地基共同承擔(dān)荷載的潛能，依靠樁與樁問土共同作用來達(dá)到提高承載力和減小變形的目的，其施工速度快、質(zhì)量可靠、地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)、抗震性好等諸多優(yōu)點，在工程建設(shè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，有著廣闊的發(fā)展前景。巖溶地區(qū)由于巖體或巖層出露變化大，巖層面傾角大且起伏變化，將PHC管樁應(yīng)用于地基處理尚屬少見，本文通過一工程實例進(jìn)行分析，闡述PHC管樁在巖溶地區(qū)應(yīng)用的一些注意事項。
二、工程概況
(一)工程概況
龍巖某商住樓，主樓為2幢17層框架結(jié)構(gòu)住宅，建筑面積32949.4m2，一層地下室。
(二)地質(zhì)及基礎(chǔ)概況
場地土層從上之下依次為：①雜填土：灰黑、灰黃色，很濕，松散～稍密，層厚0.50～3.20m；②含卵礫石粉質(zhì)粘土：黃、灰白色，很濕，可塑～硬塑，層厚2.70～7.10m；③含角礫粉質(zhì)粘土：黃、灰黃色，很濕，可塑～硬塑，層厚4.50～47.00m；③1土洞充填物：灰黑、暗紅色，飽和，流塑，層厚0～5.80m；④粉質(zhì)粘土：灰黃、灰白色，很濕，軟塑～可塑，層厚2.70～13.20m；⑤粉質(zhì)粘土：灰黃、灰白色，飽和，流塑～軟塑，層厚0～7.30m；⑥強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖：淺紫色、褐黃色，層厚1.50～2.90m；⑦中風(fēng)化灰?guī)r：灰、灰白色， 層厚0～4.50m；⑦1溶洞充填物：灰黃色，飽和，流塑～軟塑，層厚0～2.20m。
本工程基礎(chǔ)形式為采用PHC管樁復(fù)合地基處理后的筏板基礎(chǔ)。主樓地基處理采用PHC400-94-A型管樁，樁尖采用圓錐形樁尖，單樁豎向承載力特征值1000kN，持力層為中風(fēng)化灰?guī)r，處理后復(fù)合地基承載力特征值260kPa。
有溶洞和土洞的區(qū)域在施工完P(guān)HC管樁后采用直徑600mm雙管旋噴注漿處理。注漿引孔直徑110mm，安放2根DN20焊接注漿管注復(fù)合漿液，漿液配合比為水泥(PO32.5)∶粉煤灰∶重鈣粉=1∶3∶3，水灰比1∶1，注漿壓力0.5～1Mpa。
樁距根據(jù)基礎(chǔ)持力層情況及沉降計算情況，采用1800×1800mm、2000×2000mm、2500×2500mm、2800×2800mm矩形布置，1#樓樁數(shù)208根，2#樓樁數(shù)198根，平均樁長33m。
(三)工程地基處理方案
本工程原設(shè)計采用沖孔灌注樁方案，以中風(fēng)化灰?guī)r為樁端持力層，采用沖孔樁造價約380萬元，工期90天。結(jié)合本工程地質(zhì)條件，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)對比分析，如采用地基處理后采用筏板基礎(chǔ)，可以節(jié)約造價80萬元，節(jié)約工期60天。因此最后設(shè)計院采納了地基處理方案。
三、施工工藝及質(zhì)量控制要點
(一)工藝流程
管樁樁位放樣-樁機(jī)就位-吊樁入位(校正垂直度)-錘擊打樁-接樁就位-電焊接樁-測量貫入度-收錘。
本工程采用DF50筒式柴油錘施工，錘重5噸，沖程1.5m，收錘標(biāo)準(zhǔn)為30mm/10錘，每天完成20根樁，總工期21天。施工完畢后抽取六根樁進(jìn)行單樁復(fù)合地基承載力檢測，最大變形18.81mm。復(fù)合地基承載力均滿足設(shè)計要求。
抽取42根樁進(jìn)行樁身完整性檢測，其中1#樓21根，Ⅰ類樁18根，Ⅱ類3根；1#樓21根，Ⅰ類樁19根，Ⅱ類2根。
竣工后實測最大沉降17mm，最小沉降12mm，平均沉降量15mm。
(二)質(zhì)量控制要點
1.沉樁時，應(yīng)根據(jù)樁徑、壁厚、打入深度、工程條件及樁密集程度合理選用樁錘，根據(jù)重錘低擊的原則選定錘的型號，在現(xiàn)場進(jìn)行試打。
2.正確合理確定沉樁終止標(biāo)準(zhǔn)；錘擊沉樁宜以樁長和最后貫入度雙重控制作為終止沉樁的控制標(biāo)準(zhǔn)，實際施工時，應(yīng)通過試樁。以最后貫入度、總錘擊數(shù)、樁尖進(jìn)入持力層深度等因素進(jìn)行綜合考慮。
3.選擇適宜的錘帽和襯墊。
4.保證樁身豎直，避免偏打；沉樁時樁身應(yīng)垂直，樁錘、樁帽或送樁桿應(yīng)和樁身在同一中心線上。
5.合理安排施打順序，減少有害影響；為防止錘擊沉樁時對周圍環(huán)境造成有害影響，以及沉樁后期由于超靜孔隙水壓力的逐漸消散，使已入土的群樁產(chǎn)生負(fù)摩阻力，應(yīng)合理安排順序。
6.連續(xù)施打，保證樁頭焊接質(zhì)量；錘擊沉樁時，一根樁原則上應(yīng)連續(xù)施打，一次打入，中途不得人為停錘，確需停錘，亦盡量縮短停錘時間，特別是在較厚的粘土層中若停歇時間過長，土體固結(jié)，再沉樁就非常困難；管樁接樁采用鋼板焊接法，焊縫應(yīng)連續(xù)、飽滿并清除焊碴，焊縫應(yīng)自然冷卻，冷卻時間不宜小于8min，嚴(yán)禁人工降溫。
四、巖溶地區(qū)PHC管樁復(fù)合地基應(yīng)用注意事項
(一)PHC管樁選型
由于巖溶地區(qū)的PHC管樁的端承持力層一般為巖溶洞頂板，應(yīng)考慮場地內(nèi)的地質(zhì)狀況、樁長、持力層深度和厚度，適當(dāng)加大樁距，減少擠土效應(yīng)。原則上不采用300mm和600mm管樁，因300mm管樁斷樁率高，而600mm管樁的承載力得不到充分利用容易造成浪費。一般采用直徑400mm管樁，單樁豎向承載力特征值取600～1000kN之間，500mm管樁取值1000～1500kN之間為宜。
(二)選用合適的樁錘或靜壓機(jī)的終壓值
通過充分考慮PHC管樁的形狀、尺寸、重量、入土長度、結(jié)構(gòu)形式、土質(zhì)及掌握現(xiàn)有各種錘的特性。樁錘的夯擊能量必須克服樁尖阻力、樁側(cè)摩阻力和樁的回彈產(chǎn)生的能量損失等貫入阻力。
靜壓樁機(jī)一般都應(yīng)在600t以上，大型樁機(jī)接地壓強(qiáng)小，可有效地減少陷機(jī)，終壓力可以通過配重來調(diào)整，適用于地下存在淤泥、土洞、流砂、地下溶洞連通暗河等巖溶地質(zhì)，在施工時可聽到穿越巖洞頂板的響聲和樁孔噴泥漿等現(xiàn)象，其單樁豎向承載力可由靜力壓機(jī)處直接讀出，直觀且易掌握，終壓值一般為單樁豎向承載力特征值3.0～3.5倍為宜，防止在土巖軟弱過渡層出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。
(三)選用合適的樁尖
巖溶地區(qū)由于巖面不規(guī)則，坡度大，因此采用圓錐形樁尖為宜，可以增強(qiáng)樁尖的嵌巖能力，提高樁的穩(wěn)定性。
(四)收錘標(biāo)準(zhǔn)
巖溶地區(qū)PHC管樁一般選擇灰?guī)r作為樁端持力層，收錘標(biāo)準(zhǔn)可定為20～50mm/10錘，每根樁總錘數(shù)最好控制在2000錘內(nèi)，最后1m的錘擊數(shù)不宜超過200錘。
(五)土洞或溶洞處理
PHC管樁可有效穿越土洞和頂板薄的溶洞，，但由于部分溶洞頂板以上軟弱土層太厚，以及樁底溶洞或樁身穿越的溶洞復(fù)雜多變且溶洞填充物性質(zhì)各異，溶洞仍存在繼續(xù)發(fā)育擴(kuò)大的可能，難以保證管樁長期穩(wěn)定。因此，對重要的建筑物必須對土洞和溶洞進(jìn)行注漿加固處理。
五、結(jié)語
通過在本工程錘擊PHC管樁復(fù)合地基施工的探索與實踐，根據(jù)PHC樁具有強(qiáng)度高，抗裂性好，單樁承載力高、樁身耐錘擊性好、穿透力強(qiáng)等特點，結(jié)合各個環(huán)節(jié)的施工要點，認(rèn)真分析各種問題產(chǎn)生的原因并制定相應(yīng)對策，有效的控制了成樁質(zhì)量，確保了復(fù)合地基承載力和變形滿足設(shè)計要求，對其他工程項目具有一定借鑒意義。
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